Spolehlivé řízení automaticky řízených vozidel (AGV) díky komplexnímu řešení založenému na senzorech

Společnost Proferro NV, která se může pochlubit více než 80 lety zkušeností, patří k předním specialistům v oblasti zpracování kovů. Společnost se sídlem v belgickém Ypres vyrábí odlitky na míru a poskytuje komplexní škálu služeb, včetně výroby litinových odlitků, obrábění, montáže a společného vývoje pro výrobce zemědělských strojů, těžebního zařízení, kompresorů, textilních strojů a dalších průmyslových aplikací. Díky silnému zaměření na kvalitu a inovace je společnost Proferro považována za spolehlivého, dlouhodobého partnera a globálního dodavatele pro výrobce originálního vybavení (OEM). Základem úspěchu společnosti je rozsáhlý strojní park – zahrnující více než 100 strojů s CNC řízením – a oddaný tým přibližně 600 zaměstnanců. Centrálním prvkem jejích výrobních operací je inteligentní automatizace.

Za účelem zvýšení bezpečnosti zaměstnanců a zlepšení ergonomie, jakož i zefektivnění výrobních a logistických procesů, společnost plánovala zavést flotilu automaticky řízených vozidel (AGV). Tato vozidla měla nahradit dosud používané vysokozdvižné vozíky poháněné plynem. Obsluha vysokozdvižných vozíků musela ve skladu opakovaně hledat správné díly a provádět rozsáhlé ruční skenování, což často vedlo k chybám a zpožděním. Úkolem vozidel AGV je nyní automatizovat příjmovou a výdejovou přepravu odlitků k CNC strojům a fungovat co nejvíce autonomně, aby se eliminovaly časové ztráty a chyby způsobené ručními činnostmi.

Odolné řešení pro prašné prostředí

Jednou z klíčových výzev bylo spolehlivé řízení vozového parku, zejména v prašném výrobním prostředí kovozpracujícího podniku, které vyžaduje obzvláště robustní řešení. Kromě spolehlivé senzorové technologie je zapotřebí odolný systém pro sběr, zabezpečení a přenos dat do nadřazených systémů. „Naším cílem bylo automatizované logistické řešení, které umožní dodávku dílů přesně včas ke strojům v sousedním výrobním závodě,“ vysvětluje Mathieu van den Berghe, . „Plně automatizovaný vysokoregálový sklad již zajišťuje, že požadované díly jsou k dispozici na výdejních stanicích. Samotná výrobní oblast však kvůli vystavení prachu a nečistotám vždy představovala obzvláště náročné prostředí.“ Systém pro sběr dat pomocí senzorů a bezdrátový přenos by musel tyto výzvy překonat a zajistit dlouhodobý a plynulý provoz automaticky řízených vozíků.

Vzhledem k tomu, že se systém RFID s kamerami ukázal jako příliš nákladný kvůli velkému počtu dílů, navrhla společnost TURCK integrované řešení využívající ultrazvukové a fotoelektrické senzory spolu s robustními I/O moduly, spínači a bránou IIoT. „Tým Turck Multiprox nám rychle objasnil, že samotné senzory nebudou stačit. Ačkoli dokážou spolehlivě detekovat signály, je zapotřebí kompletní řešení, které zajistí správný přenos dat do cílového softwaru pro řízení AGV,“ vysvětluje van den Berghe.

Navrhované komplexní řešení zaujalo uživatele svou jednoduchostí a spolehlivostí. Je založeno na retroreflexních fotoelektrických senzorech, ultrazvukových retroreflexních senzorech QS18UPAQ8 se spínacím výstupem a retroreflexních laserových senzorech s nastavitelným potlačením pozadí. Montáž ultrazvukových senzorů pod regály se ukázala jako obzvláště účinná, protože tak bylo zabráněno hromadění prachu. Kromě toho se k detekci palet na podlaze používají fotoelektrické senzory a laserové senzory.

Přenos dat v reálném čase a flexibilita díky multiprotokolové technologii TURCK

Senzory spolehlivě detekují přítomnost palety a tuto informaci nepřetržitě předávají modulu TBEN-LL-16DXP, který představuje srdce celého systému. Tento kompaktní blokový I/O modul disponuje 16 univerzálními digitálními kanály, které lze konfigurovat jako vstupy nebo výstupy. Modul agreguje data ze senzorů a předává je řídicí jednotce v reálném čase. Díky krytí IP67 je modul chráněn před vodou a prachem, což umožňuje instalaci přímo v terénu bez nutnosti použití dodatečné rozvaděčové skříně. Díky tomu je obzvláště vhodný pro zamýšlené použití v náročném výrobním prostředí v oblasti zpracování kovů, kde jsou spolehlivost a odolnost klíčové.

Další klíčovou výhodou blokových I/O modulů je multiprotokolová koncepce společnosti TURCK. Díky ní se moduly automaticky přizpůsobují – bez jakéhokoli zásahu uživatele – ethernetovému protokolu používanému v síti, ať už jde o Ethernet/IP, Profinet nebo Modbus TCP. Díky tomu je lze flexibilně nasadit v široké škále systémů bez nutnosti složitých úprav. Tato univerzálnost nejen zjednodušuje integraci do stávajících infrastruktur, ale také zajišťuje, že komplexní řešení společnosti TURCK je připraveno na budoucnost, protože zaručuje kompatibilitu s širokou škálou systémů.

Robustní síťová infrastruktura a efektivní přenos dat

Pro vytvoření robustní síťové infrastruktury dodala společnost TURCK průmyslové spravované ethernetové přepínače typu TBEN-L5-SE-M2. Kompaktní 10portové přepínače s vysokorychlostní gigabitovou páteřní sítí zajišťují krátké doby cyklu a spolehlivý provoz při nejvyšších přenosových rychlostech IIoT. Funkce vysokorychlostního propojení podporuje rychlou výměnu nástrojů za méně než 150 ms, což umožňuje extrémně krátké doby cyklu. Díky možnosti decentralizované instalace přímo v terénu tyto přepínače také snižují náročnost kabeláže. 

Kromě přepínačů byl model TX700Q nasazen jako brána IIoT. Slouží jako rozhraní mezi senzory a nadřazeným systémem a jako PLC řídí přenos a zpracování dat, čímž snižuje celkovou složitost systému. TX700Q je obzvláště vhodný pro méně složité aplikace, protože umožňuje jednoduchou integraci do stávajících infrastruktur. Díky třem ethernetovým portům RJ45 a jednomu sériovému rozhraní poskytuje dostatečnou konektivitu pro komunikaci s různými zařízeními a systémy. Kromě toho brána podporuje programování logických funkcí pomocí CODESYS, což zjednodušuje přizpůsobení konkrétním požadavkům aplikace a zkracuje dobu implementace.

Kombinace přepínačů TBEN-L5-SE-M2 s bránou IIoT TX700Q zajistila spolehlivý a efektivní přenos dat v rámci výrobního prostředí. „Kromě hardwaru nám společnost Turck Multiprox poskytla také softwarové řešení CODESYS, které umožnilo integraci s naším systémem WMS. Díky řešení společnosti TURCK jsou naše autonomní vozíky (AGV) řízeny autonomně a spolehlivě,“ vysvětluje van den Berghe.

Autonomní řízení vozíků AGV nepřetržitě

Díky novému řešení je společnost Proferro nyní schopna spolehlivě detekovat přítomnost palet a bezdrátově předávat tyto údaje do nadřazených systémů. Tyto informace tvoří základ pro autonomní řízení vozíků AGV a umožňují tak plynulý provoz po celý den. 

„Pro úspěšné zavedení tohoto řešení byly klíčové dva zásadní prvky,“ shrnuje Mathieu van Den Berghe. „Software, který snižuje složitost a umožňuje snadné monitorování, a spolehlivost senzorů. Naše dosavadní zkušenosti ukazují, že komponenty TURCK vykazují výjimečnou spolehlivost a nevyžadují vůbec žádnou údržbu. Díky tomu představují mimořádně nákladově efektivní a robustní řešení – přesně to, co jsme hledali.“

Zákazník | www.proferro.be